专利名称：磁悬浮制冷压缩机电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制冷压缩机电机，特别涉及用于商业制冷设备或者家庭使用制冷 设备中的压缩机电机。
背景技术：
目前，随着用电设备的广泛使用，对电能的消耗达到了一个惊人的数量。特别是我 国在基础设备不是很完善的情况下，国家对节能降耗很重视，交流电机由于制造方便，安全 性能高得到了广泛的运用。在制冷行业，普通的单相交流制冷压缩机电机占了主流。但是， 普通的单相交流制冷压缩机电机的效率低，功率容量低，相同材料制作的三相交流电机的 功率容量是单相交流电机的三倍。且单相交流制冷压缩机电机由于频繁的启动造成了电机 电流过大，噪音偏大，对电网冲击较大和给人们的生活带来了不便，对设备的寿命也有很大 的影响。在电机运行中主要的能耗集中在机械摩擦部分，制冷行业普通的单向交流制冷压 缩电机的转子都由轴承支撑。轴承类别有滚动或者滑动轴承，但是由于转子旋转过程都与 轴承物理接触，再高精度的轴承也无法避免电机转动过程产生摩擦、噪音和振动，给电力造 成了消耗，而且使用的轴承也要定期更换，存在寿命周期。另一方面，普通使用轴承的电机 都要用到润滑油，而在电机高速工作过程中，润滑油难免会释放到环境中，这一现象限制了 该类型电机在高洁净度空间内使用的特殊需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种由磁悬浮支架支撑转子的、高速、高效而且节能的磁 悬浮制冷压缩机电机。本发明技术方案如下一种磁悬浮制冷压缩机电机，具有定子组件和转子组件，还具有磁悬浮支架，该支 架包括圆环形的外壳，在外壳周向均勻分布感应铁芯，上述感应铁芯为圆柱形，其中心轴线 都经过外壳的圆环中心，且感应铁芯上设有用来导通电流的绕组。上述感应铁芯的靠近外壳圆环中心侧设有位置传感器。上述感应铁芯的个数为4到12之间的偶数。上述定子组件具有定子铁芯、缠绕在定子铁芯上的线包和设在线包内的热感应元 器件。上述定子组件两端设有用来检测转子轴向位置的第二位置传感器。上述转子组件具有不锈钢转轴和转子中间部分的永磁体，上述永磁体由永磁体贴 片粘贴到转轴中间段形成。本发明具有如下优点首先，本发明电机的转子由磁悬浮支架支撑，转子与支架之间由于磁力作用相互 间并没有物理接触，所以转子的旋转没有任何机械摩擦，从而降低了能耗，提高了电机的性能；其次，本发明转子的中间段为永磁体，定子组件的两端设有第二位置传感器，利用磁路 总是沿着磁路面积最大的路径通过的特性，转子将保持在原始位置旋转，当发生轴向窜动 时，第二位置传感器能够发出信号，调节输入定子组件的电流，进而使其磁场有足够的拉力 使得转子回归原位；最后，本发明的定子组件内含热感应元器件，用来监测电机的工作温 度，防止电机过热损毁。
图1本发明磁悬浮制冷压缩机电机结构示意图。图2为图1中磁悬浮支架的结构示意图。
具体实施例方式见图1，本发明磁悬浮制冷压缩机电机具有定子组件2、转子组件3和磁悬浮支架 1，定子组件上设有外接输入引线组件4。上述定子组件2包括定子铁芯21和缠绕在定子 铁芯上的线包22，通过对线包输入电流，能够使定子铁芯产生磁场，从而促使转子旋转。上 述线包22内还设有热感应元器件，该热感应元器件监测电机的运行温度，起到过热保护作 用，一旦监测到电机的运行温度过高，达到预先设定的温度值，热感应元器件将反馈信号给 控制电路，切断输入定子组件的电流，使电机的转子停止旋转。上述转子组件3包括不锈钢转轴31，不锈钢转轴中间段具有凸起的阶梯，阶梯上 贴有永磁体贴片，形成转子的永磁体32。永磁体32位于转子的中间部分，同时也位于定子 组件2的中间包围中。当定子组件的线包22输入电流，在磁场作用下转子的永磁体32将 在磁力作用下旋转，并且由于磁路总是沿着磁路面积最大的路径通过的特性，永磁体总是 倾向于保持在定子组件的中心位置，当永磁体32即转子偏离该中心位置时，转子与定子组 件之间的磁场作用将产生把转子拉回原始位置的磁力。见图2，上述磁悬浮支架1具有圆环形的外壳11，在圆环形的外壳周向均勻分布有 感应铁芯12，该感应铁芯为圆柱形，其中心轴线经过外壳的圆环中心，呈放射状排列，每个 感应铁芯上设有用来导通电流的绕组13，而且在每个感应铁芯的靠近外壳圆环中心端设有 位置传感器14。当磁悬浮支架通入电流后，感应铁芯在电流作用下产生磁力，并且每个感应 铁芯的靠近外壳圆环中心端的极性相同，能够对转子的支撑端产生磁力作用，因此转子能 够悬浮于空中而不与磁悬浮支架发生物理接触。位置传感器14能够检测到感应铁芯与相 对侧的转子转轴表面之间的距离信息，并将该信号反馈给控制电路，控制电路比较各个感 应铁芯上位置传感器的反馈信息，进行比较，如果发生某个感应铁芯与转子转轴距离较近 时，将调整该感应铁芯上绕组的通入电流大小，改变该感应铁芯对转轴的磁力大小，进而调 整转轴在磁悬浮支架中的相对位置，尽量保持转轴处于中心位置，不致发生与磁悬浮支架 碰擦的现象。在本实施例中磁悬浮支架具有12个感应铁芯，能够对转子转轴产生足够的磁 浮力，并且由于存在12个相应的位置传感器，对于转子转轴的位置调整也达到很高的精确 度。为了控制本发明电机转子的轴向窜动，在电机的定子组件两端设有第二位置传感 器，该传感器监测转子转轴的轴向位移，一旦轴向位移超过设定值，控制电路将调整定子组 件的输入电流，增强磁场对转子的作用，在磁路总是沿着磁路面积最大的路径通过特性作用下，转子回复原位。本发明电机的电源控制电路采用BLDC专用的驱动芯片，其输出脉冲阶跃由芯片 内置锁相环电路控制使得输出电平稳定、精确，而且具有判断转子电气位置的能力，免去了 常规同类BLDC产品需要霍尔器件来定位转子电角度问题，从而使得产品在结构上更加小 巧。为了满足低压启动(3V)的特殊要求，对定子的匝数，转子的表磁强度，磁能积参数做了 大量的仿真，最终将表磁强度定格在1500GS左右，匝数和相电阻的参数也得到了优化。最 后使得启动时，电压负反馈的值在一个很好的阀值，满足了控制芯片对反馈信号的要求，提 高了性能指标，而且整个电机叠高只有5mm，从而实现了一体化的设计要求。本发明磁悬浮制冷压缩机电机具有高转速和低噪音，其理论速度可高达50000转 /分钟以上，转速可以在1000-50000之间调整；由于转子组件悬浮，使得整个电机的机械损 耗几乎为零，各种造成噪音的因素大部分被杜绝，使得整个电机的噪音控制也十分理想。
权利要求
一种磁悬浮制冷压缩机电机，具有定子组件(2)和转子组件(3)，其特征在于还具有磁悬浮支架(1)，该支架包括圆环形的外壳(11)，在外壳周向均匀分布感应铁芯(12)，上述感应铁芯为圆柱形，其中心轴线都经过外壳的圆环中心，且感应铁芯上设有用来导通电流的绕组(13)。
2.根据权利要求1所述的磁悬浮制冷压缩机电机，其特征在于上述感应铁芯(12)的 靠近外壳圆环中心侧设有位置传感器(14)。
3.根据权利要求1所述的磁悬浮制冷压缩机电机，其特征在于上述感应铁芯的个数 为4到12之间的偶数。
4.根据权利要求1所述的磁悬浮制冷压缩机电机，其特征在于上述定子组件(2)具 有定子铁芯(21)、缠绕在定子铁芯上的线包(22)和设在线包内的热感应元器件。
5.根据权利要求4所述的磁悬浮制冷压缩机电机，其特征在于上述定子组件两端设 有用来检测转子轴向位置的第二位置传感器。
6.根据权利要求1所述的磁悬浮制冷压缩机电机，其特征在于上述转子组件(3)具 有不锈钢转轴(31)和转子中间部分的永磁体(32)，上述永磁体(32)由永磁体贴片粘贴到 转轴中间段形成。
全文摘要
本发明涉及一种制冷压缩机电机，特别涉及用于商业制冷设备或者家庭使用制冷设备中的压缩机电机。目的在于提供一种由磁悬浮支架支撑转子的、高速、高效而且节能的磁悬浮制冷压缩机电机。一种磁悬浮制冷压缩机电机，具有定子组件和转子组件，还具有磁悬浮支架，该支架包括圆环形的外壳，在外壳周向均匀分布感应铁芯，上述感应铁芯为圆柱形，其中心轴线都经过外壳的圆环中心，且感应铁芯上设有用来导通电流的绕组。
文档编号H02N15/00GK101958672SQ200910304399
公开日2011年1月26日 申请日期2009年7月15日 优先权日2009年7月15日
发明者张俊, 韩正国 申请人:江苏洛克电气有限公司